Technische Überprüfung von Melkanlagen - wo liegen die Schwierigkeiten?

M E LKTE C H N IK

Fritz Träger, Lichtenwalde

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Technische Uberprüfung von Mel kanlagen - wo l iegen die Schwierigkeiten ?

Die überarbeiteten DIN/ISO-Nor­

men für Melkanlagen präzisieren zwar die Dimensionierungen von Luft- und Milchwegen sowie das Prüfoerfahren, erfassen aber wichtige Funktionen nicht. Schalt­

punkte für Nachmelktechnik und automatische Melkzeugabnahme bleiben unberücksichtigt. Für Sti­

mulationstechnik müssen keine ex­

akten Funktionskriterien angege­

ben werden. Zitzengummis sind nur in den Abmessungen, nicht aber in ihren Materialeigenschaften zu de­

finieren. Von den Herstellern sind zu diesen Positionen präzise Anga­

ben und Prüftechnik zu fordern.

Neue Melkanlagen sollen einer un­

abhängigen Neuabnahmeprüfung unterzogen und bestehende Anla­

gen regelmäßig geprüft werden.

Prof. Dr. Fritz Träger arbeitete 1 960 bis 1 993 am Landtechnik-Institut der Universität Leipzig, promo­

vierte und habilitierte zu Problemen der Automati­

sierung des Melkens, insbesondere zur Stimulation.

Seit 1 993 ist er beim Sächsischen Landeskontroll­

verband e. V. August-Bebei-Straße, 09577 Lichten­

walde, e-mail: infoline@lkvsachsen.de, als Berater für Melktechnik und Milchviehanlagen, seit 1 998 Leiter der Abteilung Beratung.

Schlüsselwörter

Melkmaschinen, Melkanlagenprüfung, Schaltpunk­

te, Zitzengummis

Keywords

Milking machines, testing milking machines, shift points, teat c u p Iiners

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D

zunehmend von der Milchqualität be­er Erlös aus der Milcherzeugung wird stimmt. Deshalb gewinnt die Qualitätssiche­

rung weiter an Bedeutung. Die Milchqualität hängt neben den bewerteten Inhaltsstoffen vor allem vom Gesundheitsstatus der Kühe ab, der sich auch im Milchzellgehalt manife­

stiert. Der Milchzellgehalt wird beeinflusst vom allgemeinen und vom Eutergesund­

heitszustand der Kühe, von der Fütterung, von Umwelteinflüssen (Stallklima, Keim­

druck), von der Melkarbeit und schließlich von der Melktechnik Die Melkmaschine ist

• die Maschine mit den höchsten Einsatz­

stunden im landwirtschaftlichen Betrieb

• die einzige unmittelbar am Tier arbeitende Maschine mit direktem Einfluss auf Phy­

siologie und Gesundheit der Kühe

• unter ungünstigen Umwelteinflüssen (Feuchte, Schmutz, Fett, Chemikalien) ein-

zu berücksichtigen sind. Auch ist das Prüf­

programm erweitert worden. Mit Hilfe zu­

sätzlicher Messpunkte werden die Strö­

mungsverhältnisse exakter erfasst. Die Her­

stellerfirmen von Melkanlagen haben sich im Laufe des Jahres 1 998 aufdie neuen Nor- men eingestellt und leiten davon Werkstan­

dards für die Dimensionierung ab. Auch werden nach und nach die neuen Messpunk­

te bei den Montagen geschaffen und Mess­

hilfen angeboten. Jedoch entsprechen die überarbeiteten Normen bei weitem noch nicht den Anforderungen, die an eine kom­

plexe und tiergerechte Prüfbarkeit von Melkanlagen zu stellen sind. Und hier liegen die Schwierigkeiten.

Normierte Messungen im Milchweg fehlen

gesetzt Die DIN I ISO 6690 -Mechanische Prüfun-

• keiner gesetzlich geregelten Prüfung auf gen beschreibt nur Prüfungen, die an der Einsatzsicherheit unterworfen. "trockenen" Melkanlage durchzuführen Für die technischen Grundparameter von sind. Messungen während des Melkens feh­

Melkanlagen und deren Prüfung gibt es seit Jen völlig, weil davon ausgegangen wird, Jahren konkrete Normen. Sie sind nach prä- dass bei richtiger Dimensionierung sowie zisierender Überarbeitung im Frühjahr 1 998 Verlusten im zulässigen Bereich die Anlage neu gefasst erschienen als wie konstruktiv vorgesehen arbeiten muss.

DIN I ISO 3 9 1 8 Melkanlagen; Begriffe Das ist jedoch keineswegs sicher, weil etwa DIN _I ISO 5707 Melkanlagen; Konstruk- durch fehlerhafte Schlauchführungen, falsch tion und Leistung ersetzte Teile, Undichtheiten, aber auch DIN I ISO 6690 Melkanlagen; Mechani- durch Veränderungen in der Melkarbeit die sehe Prüfungen. Einflüsse der Technik auf das Tier den Opti- Die jüngste Überarbeitung der Normen hat malhereich verlassen können. So ist häufig vor allem zu gerraueren Dimensionierungs- festzustellen, dass trotz richtiger Leitungsdi­

vorschriften für Melk- und Luftleitungen ge- mensionierung das Vakuum im Sammel­

führt, wobei die Melkleistungen im Betrieb stück bei stärkeren Milchflüssen unter den Tab. 1: Messungen zur Melkzeugabnahmefunktion (LKV Sachsen; 1996 bis 1998)

Tab/e 1: Measurements an c/uster removal function (Saxony recording association; 1996 ti/1 1998) Schaltung durch Anzahl Abnahme erfolgt bei Milchfluss g/min Schalt-

Melkanlagen geprüfte «20IJ21 -200 -300 »300 verzögerung

Geräte11 >1 min

Milchmengen-

messgeräte n 47 1043 96 575 349 23 1 24

% 100 9 55 34 2 1 2

Milchfluss-

sensoren n 21 395 1 23 237 24 1 1 80

% 1 00 31 60 6 3 20

Gesamt n 68 1 438 21 9 812 373 34 204

% 100 1 5 57 26 2 1 4

!)Geräte verschiedener Melkanlagenhersteller; 2)<<erheblich unter, »erheblich über

54. J a h rgang LAN DTECH N I K 3/99

Mängel in % bei Baugruppen/

Funktionen Stallmelkanlagen Melkständen Mängel in % gesamt

Tab. 2: Beanstandungen bei Melkanlagenprüfun­

gen durch den LKV Sachsen 1998 Pulsatoren11

Luftdurchfluss 11 Vakuumpum�en11 Regelventile I Gummiteile21 Reinigung/

Oesinfektion21

63 45 25 20 27 27

25 2 1 5 20 26 36

37 1 6 1 9 20 26 33

Table 2: Complaints by Saxony recording association, when testing milking facilities

11 nach DIN/ISO 5707 und 6690; 21 nach Herstellerangaben oder wissenschaftlich begründeten Empfehlungen

empfohlenen Bereich von 32 bis 40 k:Pa fällt.

Noch häufiger aber steigt das Vakuum unter der Zitze über diesen Bereich an, we1m der Milchfluss versiegt, die automatische Melk­

zeugabuahme aber, verursacht durch die technisch bedingte Verzögerungszeit, noch nicht wirksam geworden ist. Bei beginnen­

dem Saugtakt steigt das zitzenendige Vaku­

um dann auf Werte an, die bis zu 1 kPa über dem Betriebsvakuum der Anlage liegen. Die DIN I ISO sieht jedoch keine Messungen im Milchweg unter der Zitze vor. Der erfahrene Anlagenprüfer behilft sich hier mit einer Kanüle, die in den kurzen Milchschlauch eingestochen und mit dem Druckaufnehmer des Pulsatorenp1üfgerätes über einen Schlauch verbunden wird. Für diese "Mes­

sungen im Milchweg" fehlen sowohl geeig­

nete Messtechnik als auch gesicherte Funk­

tionskriterien.

Milchflussabhängige Schaltfunktionen nicht prüfbar

Seit mehr als drei Jahrzehnten werden Melk­

anlagen mit milchflussgesteuerten Automa­

tik - Funktionen eingesetzt. So wird das au­

tomatische Abnehmen der Melkzeuge gegen Milchflussende, aber auch der Funktionsbe­

ginn automatischer Nachmelkvorrichtungen vom Unterschreiten eines bestimmten Milchflusses in g/min gesteuert. Bei der Ab­

nahmefunktion kommt eine fest eingestellte Verzögerungszeit hinzu. Einige Hersteller verändern auch milchflussabhängig Pulsa­

torfunktionen und Vakuumhöhe, um Stimu­

lation und Nachgemelksgröße günstig zu ge­

stalten. Als Steuerelemente dienen in der Re­

gel die Milchmengenmessgeräte oder aber, bei deren Fehlen, Durchflusssensoren ver­

schiedenster Bauarten (Staugefäße mit Schwimmer und Magnetschalter, induktiv oder auf Milchleitfähigkeitsbasis wirkende).

Wegen des stets diskontinuierlichen Milch­

flusses schalten sie immer erst nach Ablauf einer eingestellten Verzögerungszeit von 20 bis 30s. Leider erfolgt das Schalten häufig so ungenau, dass nicht wenige Betriebe die au­

tomatische Melkzeugabnahme nicht mehr oder nur eingeschränkt nutzen, insbesondere dann, wenn nach dem Abnehmen noch zu viel Nachgemelk in den Eutern verbleibt und die betroffene Herde unter unbefriedigender Eutergesundheit leidet.

54. Jahrgang LANDTECH N I K 3/99

Die Tabelle 1 zeigt Messergehnisse des LKV Sachsen. Die "eingestellte" Abnahme­

Schaltschwelle betrug 200 g/min Milchfluss (bei SAC 230 g/min), die Verzögerungszeit maximal 30 s. Gemessen wurde mit einem Prüfgerät des dänischen Melkanlagenher­

stellers SAC mit e1weitertem Düsensatz. Die Messm1gen zeigen, dass nur 55% der Milchmengenn1essgeräte und 60% der Milchflusssensoren im richtigen Bereich schalten. Vor allem die Milchmengenmess­

geräte schalten häufig zu früh und hinterlas­

sen zu viel Nachgemelk. Hinzu kommt, dass im Durchschnitt bei 14% der Messungen die Verzögerungszeit viel zu lang war, also unnötig blind gemolken wird. Das eigentli­

che Problem aber ist, dass die Melkanlagen­

hersteller Prüftechnik zum Kontrollieren und Justieren der Schaltpunkte und Schalt­

technik in der Praxis weder anbieten noch im Service nutzen. Es werden lediglich nach Ta­

bellen bestimmte elektrische Werte einge­

stellt. Eine Ausnahmestellung hat hier die Firma SAC inne, die mit ihrem Düsenprüf­

satz immerhin die Schaltschwelle auf einen bestimmten, wenn auch großzügig bemesse­

nen Bereich eingrenzen kann.

Zitzengummis und Pulsation nicht ausre ichend bestimmt

Unbefriedigend ist die Situation bei Zitzen­

gummis. Der Zitzengummi bestimmt mit seinen Eigenschaften im Zusammenwirken mit der Pulsation den Einfluss der Melk­

technik auf Zitze und Eutergesundheit So hängt die Dauer der Zitzengummi-affen­

Phase eben nicht nur von der pulsatorbe­

stimmten Saugphasendauer, sondern auch ganz wesentlich von Steifueit und Spannung des Zitzengummischaftes, messbar durch Feststellen der Einfaltdruckdifferenz (ED), ab. Arbeitet der Pulsator bereits mit dem höchsten physiolgisch vertretbaren Saug­

phasenanteil von 65%, so wird die Saugpha­

se de facto noch erheblich darüber hinaus verlängert, wenn gleichzeitig ein zu steifer Zitzengummi mit zu hoher ED eingesetzt ist.

Leider geben die Melkanlagenhersteller le­

diglich Listen mit den kombinierbaren Melkbecherhülsen- und Zitzengummitypen heraus, nennen jedoch keine dazu gehören­

den Einfaltdruckdifferenzbereiche. Tatsache ist aber, dass die ED der Zitzenglll11illis glei-

chen Typs nahezu aller Melkmaschinenfir­

men im Neuzustand um bis zu 2 k:Pa variiert und bis zur Grenznutzungsdauer von etwa 800 Stunden noch um 1 bis 2 kPa fallen kann. Bei Ausgangswerten um 10 kPa ED ist diese Bandbreite zu groß. Gleiches gilt für die Steifueit des Zitzengummikopfes, der die Nachgemelksbildung wesentlich beein­

flusst. Die DIN/ISO schreibt nur vor, dass der Hersteller lediglich Schaftdurchmesser und Kopföffnung angeben muss. Klare Tole­

ranzangaben zu Materialeigenschaften und das Bereitstellen von Messtechnik sind aber notwendig.

Die Mehrzahl der Hersteller bietet heute automatische Stimulation an, in der Regel über höherfrequente Pulsation realisiert.

Hierzu ist kritisch anzumerken, dass keiner der Hersteller die dabei zu messende Pulsa­

tionscharakteristik so exakt definiert, wie dies in der DIN/ISO für die "normale"

Pulsation vorgeschrieben ist. Aber natürlich gibt es auch hier Fehlfunktionen, deren zulässige Grenzen jedoch nicht bestinunt sind. Die DIN/ISO 5707 und 6690 berück­

sichtigen die Stimulation gar nicht. Gleiches gilt für automatische Nachmelkvorrichtun­

gen. Auch hier legen sich die Hersteller zu Schaltschwellen, Zugkräften und Verzöge­

rungszeiten möglichst wenig fest und ver­

weisen auf das Probieren in der konkreten Herdensituation. Das ist sicher notwendig, aber Toleranzangaben sind es ebenso.

Neuabnahmen und regelmäßige Prüfungen sind unverzichtbar

Vom LKV Sachsen sind 1 998 insgesamt 754 Melkanlagenprüfungen durchgeführt wor­

den. Tabelle 2 zeigt den Anteil von Melkan­

lagen mit Mängeln in wichtigen Positionen, so auch bei der Reinigungs- und Desinfek­

tionstechnik, die gar nicht in entsprechende Normen gefasst ist. Daraus und aus Tabelle 1 wird ersichtlich, dass die regelmäßige Prü­

fung, die über die DIN/ISO hinausgeht, we­

sentliche Mängel aufdeckt und hilft, Schä­

den zu vermeiden oder einzugrenzen. Be­

sonders nachdrücklich ist zu fordern, dass sowohl die Melkanlagenhersteller und ihre Montagebetriebe als auch die Landwirte bei der Errichtung neuer Melkanlagen die unab­

hängige Prüfung als Neuabnahme vertrag­

lich vereinbaren. Hier gibt es seit Jahren gute Beispiele, bei denen auch der LKV Sachsen mitwirkt. Bundesweit ist diese gute Praxis jedoch noch keineswegs selbstverständlich.

Literatur

[1] ^DIN / ISO 5707 05/98 Melkanlagen; Konstruktion und Leistung

[2] OIN I ISO 6690 03/98 Melkanlagen; M echani­

sche Prüfungen

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